在BHJ有机太阳能电池的长期形态稳定性通过在持续热应力下通过热切割的侧链提高
Haoyu Zhao1, Jordan Shanahan2, Jiyeon Oh2
1School of Polymer Science and Engineering, Center for Optoelectronic Materials and Devices, The University of Southern Mississippi Hattiesburg MS 39406 USA xiaodan.gu@usm.edu.
有机太阳能电池 (OSC) 实现了高效率,但稳定性是关键. 这项研究使用可热切割的侧链来增强OSC的形态和热稳定性,改善长期性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 有机太阳能电池 (OSCs) 显示出高功率转换效率 (PCEs) 超过20%.
- 长期的运营稳定是OSC商业化的主要障碍.
- 大量异质连接层 (BHJ) 的形态稳定性对于持续的设备性能至关重要.
研究的目的:
- 提高OSCs的形态和热稳定性.
- 调查在供体和受体材料中使用可热切割侧链 (TCS).
- 评估TCS对BHJ形态和设备稳定性的影响.
主要方法:
- 在一个合聚合物供体 (PffBT-4T-TCS) 和一个烯受体 (C60-TCS) 中集成的TCS.
- 在热处理前后,使用原子力显微镜与红外光谱学 (AFM-IR) 结合分析了BHJ形态.
- 评估了设备在热应力 (85°C10周) 下的稳定性,并测量了正常化的PCE.
主要成果:
- 基侧链的热裂变使PffBT-4T-TCS的玻璃过渡温度增加了60°C.
- 在切割后,BHJ形态保持稳定,具有一致的供体/接受体组成和表面粗度.
- 设备在85°C下保持了超过10周的稳定性,这表明了增强的形态和热弹性.
结论:
- 热分离的侧链策略有效地提高了OSC的形态和热稳定性.
- 这种方法为实现有机太阳能设备的高效率和长期运行稳定提供了有希望的途径.
- 稳定的BHJ形态对于可靠和持久的有机太阳能电池性能至关重要.
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